C = O + NH3 - H2O C = NH + H2 CH - NH2

COOH COOH COOH

4. образование мочевины - это главный путь обезвреживания аммиака. 92% азота выводится из организма с мочой в виде мочевины. При образовании мочевины используется 1 молекула СО2 и 2 молекулы NH3.

NH2

CO2 + 2NH3 C = O + H2O

NH2

Мочевина

Впервые это установили Павлов, Ненский и другие. Позже было доказано, что в печени накапливаются аминокислота аргинин, здесь же активен фермент аргиназа. Отмечалось, что аргинин расщепляется под действием аргиназы гидролитическим путем с образованием орнитина и мочевины.

Мочевина иминная форма

NH2 - C = NH NH2

NH C - OH CH2 - NH2

CH2 + HOH NH CH2

CH2 NH2 + CH2

CH2 C = O CH - NH2

CH - NH2 NH2 COOH

COOH мочевина орнитин

Аргинин аминная форма

Американский ученый Кребс создал свою теорию - орнитиновый цикл Кребса. Орнитин является затравкой цикла. Теория Кребса лежит в основе современной теории образования мочевины, которая открыла промежуточные соединения в этом цикле. Образование мочевины происходит главным образом в пени. Павлов впервые установил что кровь воротной вены, притекающая к печени богата NH3, а кровь, оттекающая от печени, содержит мало NH3, но много мочевины, то есть NH3 превратился в мочевину.

Образование мочевины происходит во внутренних мембранах митохондрий, в специальных отсеках внутренних матриксов митохондрий, изолированных от участка, где происходит цикл трикарбоновых кислот, так как эти циклы конкурируют между собой за фумаровую кислоту, ЩУК. Поэтому природа приспособилась к разделению (изоляции) этих процессов.

Это называется компартментализация. Цикл образование мочевины включает следующие этапы:

1 этап. Биосинтез карбомоилфосфата при участии фермента карбомоилфосфатсинтетазы.

СО2 + NH3 + АТФ карбомоилфосфатсинтетазы NH2 - C ~ P = O + АДФ

O OH HO

Карбомаилфосфат

2 этап. Образование цитруллина, реакция идет с участием орнитина - затравки цикла.

CH2 - NH2 NH2 - C = O

CH2 NH2 NH

CH2 + C ~ P = O -H3PO4 CH2

CH - NH2 O OH HO орнитинкарбомаилтрансфераза CH2

COOH CH2

Орнитин CH - NH2

COOH

Цитруллин

3 этап. Образование агининоянтарной кислоты при участии фермента аргининсукцинатсинтетаза, участвует АТФ.

COOH

NH2 - C = O COOH NH2 - C = N - CH

NH CH - NH2 NH CH2

CH2 + CH2 - Н2О CH2 COOH

CH2 COOH аргининосукцинатсинтетаза CH2

CH2 аспарагиновая CH2

CH - NH2 кислота CH - NH2

COOH COOH

Цитруллин аргининоянтарная кислота

4 этап. Распад аргининоянтарной кислоты на аргинин и фумаровую кислоту, под действием того же фермента.

COOH NH2

NH2 - C = N - CH C = NH

NH CH2 NH COOH

CH2 COOH CH2 CH

CH2 аргининосукцинатсинтетаза CH2 + CH

CH2 CH2 COOH

CH -NH2 CH - NH2 фумаровая кислота

COOH COOH

аргининоянтарная кислота аргинин

5 этап. Распад аргинина под действием аргиназы, на мочевину и орнитин.

Мочевина иминная форма

NH2 - C = NH NH2

NH C - OH CH2 - NH2

CH2 + HOH NH CH2

CH2 аргиназа NH2 + CH2

CH2 C = O CH - NH2

CH - NH2 NH2 COOH

COOH мочевина орнитин

Аргинин аминная форма

На этом цикл заканчивается.

Фумаровая кислота участвует в случайных процессах:

COOH COOH НАДН2 ? О2 Н2О (3 АТФ) COOH COOH

CH фумараза CH - OH -2Н C = O CH2

CH + H2O CH2 малатдегидрогеназа CH2 + CH2

COOH COOH COOH CH - NH2

Фумарат малат ЩУК COOH

Глутаминовая кислота

СООН СООН

переаминирование CH - NH2 + СH2

аминотрансфераза CH2 CH2

COOH C = O

Аспарагиновая кислота COOH

(вступает в цикл ? - кетоглутаровая кислота

мочевины)

ЩУК вступает в реакцию переаминирования с глутаминовой кислотой

Биологическая ценность белков

Определяется по их аминокислотному составу. По этому принципу белки делятся на полноценные и неполноценные. Полноценные белки это те, которые содержат все незаменимые аминокислоты в оптимальном соотношении со всеми аминокислотами. Полноценные белки содержат корма животного происхождения, особенно молоко, мясо, яйца. Из растительных кормов приближается к ним белки сои, некоторых бобовых, жмыхи. В животноводстве необходимо широко использовать все отходы молочной, мясной промышленности для приготовления мясо- костной, травяной муки, проводить дрожжевание кормов, использовать микрофлору рубца. Нарушение белкового обмена наблюдается не только при дефиците незаменимых аминокислот, но и при нарушении их соотношения.

Незаменимые аминокислоты - это те, которые не синтезируются в тканях животных. Они поступают в ткани за счет белков корма и микробиальных белков, синтезирующихся в рубце, слепо кишке и т.д. Незаменимые аминокислоты характеризуются строением, у них разветвленная цепочка, либо наличием ароматических радикалов, либо гетероциклических. Все это затрудняет их синтез в организме. незаменимых аминокислот 9 : валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, лизин, треонин, метионин, гистидин, триптофан.

Заменимые аминокислоты, которые синтезируются в тканях животных организмов. Они синтезируются либо из других аминокислот, например, тирозин - из фенилаланина, цистин, цистеин - производные метионина, аргинин - в цикле образования мочевины, но эти аминокислоты всецело расходуются в этом цикле, поэтому являются лимитирующими и в большом количестве должны поступать с кормами, либо синтезироваться из кетокислот: аланин, аспарагиновая, глутаминовая. Глицин для птицы является незаменимой аминокислотой.

Синтез заменимых аминокислот в тканях

Происходит двумя путями:

1.восстановительное аминирование.

2.переаминирвоание или транс - аминирование.

Восстановительное аминирование. Этим путем очень активно синтезируется глутаминовая кислота. Аминированию подвергаются кетокислота. Происходит это в две стадии.

COOH COOH COOH

CH2 CH2 НАД CH2

CH2 + NH3 - H2O CH2 НАДН2 CH2

C = O C = NH глутаматдегидрогеназа CH - NH2

COOH COOH COOH

?- кетоглутаровая иминокислота глутаминовая кислота

кислота

Переаминирование или трансаминирование. Этим путем синтезируются все остальные аминокислоты. Переаминирование - это перенос аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту. Эта реакция лежит в основе непрямого окислительного дезаминирования. В тканях животных донором аминогруппы является глутаминовая кислота, которая все время пополняется за счет восстановительного аминирования.

R COOH R COOH

C =O CH2 CH - NH2 + CH2

COOH + CH2 аминотрансфераза коф ФП COOH CH2

кеток-та CH - NH2 аминокислота C = O

COOH COOH

Глутаминовая к-та ?-кетоглутаровая кислота

Обмен серосодержащих аминокислот

К серосодержащим аминокислотам относятся: цистин, цистеин, метионин.

CH2 - SH CH2 - SH CH2 - S - S - CH2

CH - NH2 + CH - NH2 - 2H CH - NH2 CH - NH2

COOH COOH COOH COOH

Цистеин цистин

CH2 - S - CH3

CH2 метионин

CH - NH2

COOH

Серосодержащие аминокислоты играют очень важную структурную роль - образуют дисульфильные связи в структуре белков. За счет свободных сульфгидрильных групп цистеин участвует в образовании активных центров ферментов, образует физиологически активное вещество глютатион - это трипептид глутаминовой кислоты, цистеина и глицина.

Цистеин, является основой аминокислотой в образовании кератина- белка волос, шерсти, ногтей, рогов и т.д. выполняет структурную роль.

Метионин является донором метильных групп, участвует в реакциях переаминирования, в частности при синтезе гемма, креатина, ацетилхолина, холина.

Метионин является основным компонентом рациона животных, недостаток его приводит у птиц к расклевам. Дают подкормку, творог.

Серосодержащие аминокислоты улучшают качество шерсти, ее крепость. Для пополнения содержания аминокислот в рационах используют гидролизаты грубого пера , рогов. Метионин можно получать искусственно. Он является источником цистеина.

CH2 - S - CH3 CH3 - SH

CH2 - CH3 CH - NH2

CH - NH2 COOH

COOH цистеин

Метионин

Цистеин может образовываться из серина:

CH2 - OH CH2

CH - NH2 + H2S CH - NH2 + H2O

COOH COOH

Серин цистеин

Цистеин является источником серной кислоты в организме, которая входит в ФАФС и служит дл обезвреживания ядовитых продуктов.

Список использованной литературы

1. Березов Т.Т. , Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. Под ред. Дебова С.С. / М., «Медицина», 1990.

2. Николаев А.Я. Биохимия. / М., «Высшая школа», 1989.

3. Строев Е.А. Биологическая химия. / М., «Высшая школа», 1986.

4. Бышевский А.Ш.. Терсенев О.А. Биохимия для врача. /Екатеринбург, 1994.

5. Кушманова О.Д., Ивченко Г.М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. / М., «Медицина», 1983.

Страницы: 1, 2, 3